频谱谐波振动时效优势及使用领域

一、频谱谐波振动时效技术的特点   独特的找频方式：频谱谐波技术不再沿用原有的扫频方式，而是通过对工件进行频谱分析找出工件的几十种谐波频率，然后在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果最佳的五种不同振型的谐波频率进行时效处理，达到多维消除应力提高尺寸精度稳定性的目的。这种找频方式不受激振器的转速范围限制，对激振点和拾振点无特殊要求，能够处理亚共振无法处理的高刚性高固有频率工件。不管工件大小、频率刚性高低、材料特性如何，均能找出五种不同振型的谐波峰，良好的处理性能：处理的转速全部在6000RPM以下，克服了亚共振设备噪音大的问题，且振动噪音低，在机械行业的覆盖面已接近100%，能够满足对尺寸精度要求高的工件。   多方面优势明显：从微观上看，频谱谐波振动时效就是给金属构件提供机械能，使约束金属原子复位的残余应力释放，加快金属原子回复平衡位置的速度；从金属物理学上看，其实质是金属材料内部晶体位错运动、增殖、塞积和缠结的过程。当微应变累积到一个宏观量，金属组织内残余应力较大处的位错塞积得以交替开通，局部较大残余应力得以释放，构件宏观内应力随之松弛，最终使构件的残余应力降低并重新分布，达到消除应力、稳定构件尺寸精度和强化基体的效果。

二、频谱谐波振动时效技术促使消除应力进入新时代的方式突破传统振动时效瓶颈：传统振动时效技术在发展过程中遇到诸多问题，如研究者在提高激振器转速、制定工艺方案方面进入技术瓶颈，面临电机高速运行产生高强度噪音、工作电流高、电机发热等问题，且覆盖面低、噪音大、振型少、应力消除效果不好、工艺方案人工干预较多、制定复杂等根本性问题未得到解决，使得振动时效在企业中的应用陷入低潮期，而频谱谐波振动时效技术摒弃了原有振动时效技术的攻关方向，从全新角度诠释振动时效价值，解决了上述传统问题2。 有效提升消除应力效果：频谱谐波振动时效技术不仅解决了几十年来振动时效领域存在的问题，而且取代以消除应力为目的的热时效成为现实。它提供了一种更高效、更精准的应力消除方式，使得应力消除技术进入一个新的发展时代，在航空、航天、兵器等高精尖行业率先得到应用，随后在民用机械的几十个行业也得到推广应用。

三、频谱谐波振动时效对比传统消除应力方法的优势相比传统振动时效的优势： 更高的精确性：传统振动时效存在振型少、应力消除效果不好、工艺方案人工干预较多、制定复杂等问题，而频谱谐波振动时效技术能通过频谱分析找出几十种谐波频率并优选出五种不同振型的谐波频率进行处理，能多维消除应力，提升尺寸精度稳定性，精确性更高2。 更好的适用性：传统振动时效技术覆盖面低，而频谱谐波振动时效技术不受工件大小、频率刚性高低、材料特性影响，对激振器转速范围没有限制，并且对激振点和拾振点无特殊要求，高刚性高固有频率工件也能处理，适用性更好2。 更小的噪音污染：传统振动时效，特别是亚共振设备噪音大，而频谱谐波振动时效技术处理转速在6000RPM以下，振动噪音低，改善了工作环境2。 相比自然时效、热时效的优势： 节能且效率高：相比于热时效等方法，振动时效比热时效在节约能源，减少污染方面有着不可比拟的优势，频谱谐波振动时效属于振动时效技术，处理时间短、耗能低，而自然时效耗时漫长，热时效能耗高且有污染。例如频谱谐波振动时效在处理旋挖钻机回转平台时，相比不进行时效处理和亚共振时效处理，能在更短的时间内更有效地消除应力，减少工件变形，提高生产效率。 机械性能提升显著：频谱谐波振动时效能使构件的机械性能显著提升，并具有很强的适用性，相比之下自然时效可能需要较长时间对构件的性能提升才足够明显，热时效在提升构件机械性能时伴随着高能耗和污染风险。

四、频谱谐波振动时效在实际工程中的应用体现进入新时代。航天航空领域：在航天器的研制中，频谱谐波时效设备消除应力技术具有设备简单、对环境无特殊要求、适应范围广、可实现在线消除应力、处理时间短、成本低等优点，对目前航天产品的小批量生产意义重大。可以解决大型结构件无法进行热处理消除应力的工艺问题，也能解决小型薄壁结构件加工变形问题，在航天器结构和机构研制中有很好的推广价值，如对于高强铝合金薄壁结构件，以及热处理需要真空环境的钛合金工件优势尤为明显，已经被纳入正式的工艺定型方案1。 民用机械领域：频谱谐波时效技术在民用机械上，如印刷机械、煤矿机械、工程机械、机床、冶金、汽车、模具、发电设备、船舶等几十个行业得到推广应用，解决了原有传统振动时效在这些企业应用面窄、效果差、噪音大等问题，得到了广大民用机械制造企业的接纳，并在不断扩大应用面2。 特定工程部件制造：以旋挖钻机的回转平台制造为例，该工件尺寸大（长6米，宽2米，高1米，质量6吨），结构复杂（板材大部分为20mm厚度的钢板，回转支撑座圈为直径达2米的环形钢板，周围焊接加强筋板，焊缝集中在环形钢板及平台下部且大多为20mm的V形焊缝）。不进行时效处理时，两侧主板横向收缩变形及回转支撑座圈挠曲变形达到6mm；亚共振时效处理后仍有一定变形；而采用频谱谐波振动时效处理时，焊接应力消除水平较高，4块主板基本没有收缩变形，回转支撑轴承座圈挠曲变形仅为2.9mm，在回转支撑轴承放置48 - 72小时之后焊接边框，再次测量其平面度误差在0.5mm以内，完全满足装配要求，提高了生产效率，无需再进行机械加工来消除平面度误差，很好地体现了频谱谐波振动时效在实际工程中的优势，展示应力消除进入新时代可带来的良好效果